تأثیر دانه‌بندی آمونیوم پرکلرات بر ویژگی‌های مکانیکی پیشرانه‌ بر پایه رزین گلسیدیل آزید پلیمر

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسنده

مجتمع دانشگاهی شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

چکیده

پیشرانه‌های جامد مرکب دارای ذره ­های آلومینیوم (Al)، ‏آمونیوم پرکلرات (AP)‏ و رزین‏ گلسیدیل آزید پلیمر (GAP) به‌عنوان پیشرانه‌های پرانرژی در انواعگوناگون ‏موشک‌ها و راکت‌ها‎‎ به ­کار می‌روند.‏ انتخاب اندازه ذره ­ها و نوع دانه‌بندی در فرمولاسیون پیشرانه‌ها، با تغییر در گرانروی و ویژگی­ های رئولوژیکی خمیر پیشران،بر ویژگی­ های مکانیکی و عملکردی فراورده­ی پایانی تأثیر به ­سزایی دارد. در این مقاله افزون بر معرفی کلاس‌های گوناگون پیشرانه با دانه‌بندی‌های گوناگون، نمونه‌های پیشرانه جامد مرکب Al-AP/GAP تهیه و ضمن مقایسه ویژگی­ های آن‌ها، پیشرانه با کلاس بهینه معرفی شد. نتیجه­ ها نشان داد که بهترین ویژگی مکانیکی مربوط به پیشرانه دارای سه نوع دانه‌بندی گوناگون از AP (۲۰، 100 و ۲۵۰ میکرون) بوده است. ویژگی­ های مکانیکی این نمونهدر شرایط بهینه با مدول یانگ ۴/۱۶ مگاپاسکال (MP)، تنش تسلیم MP 49/0، کرنش تسلیم 12%، تنش در شکست MP۰/۲، کرنش در شکست ۲۰%، چقرمگی 3kJ/m 8/28 و سختی Shore A 64 به­ دست آمد. 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] دهنوی، محمدعلی؛ مسعودی، میثم؛ پیشرانه جامد مرکب پرانرژی NEPE،مجله علمی-ترویجی تحقیق و توسعه مواد پرانرژی، (2)9: 3 تا 10 (۱۳۹۲).

[2] حسینی، سیدقربان؛ ایومن، اسماعیل؛ بررسی فعالیت کاتالیست نانوذره های CuO در تجزیه گرمایی آمونیوم پرکلرات، مجله علمی-پژوهشی مواد پرانرژی، (2)34: 13 تا 23 (1394).

[3] Sutton G.P., Biblarz O., “Rocket Propulsion Elements”, John Wiley & Sons Inc., (2001).

[4] بلاغی اینانلو، ابراهیم؛ دهنوی، محمدعلی؛ بلاغی اینانلو، اسماعیل؛ سمنانی رهبر، مجتبی؛ مطالعه‌ی تاثیر نانوذرات آلومینیوم بر عملکرد احتراقی پیشرانه‌های مرکب بر پایه آمونیوم پرکلرات (AP)، مجله علمی-پژوهشی مواد پرانرژی، (۱)8: 53 تا ۵۹ (1391).

[5] Zarrin Ghalam Moghadam A., Hashemipour Rafsanjani A.A., The Role of Boron in Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate, Iran J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), 19(1): 40-42 (2000).

[6] براتی، کاظم؛ نصرت‌زادگان، کیوان؛ فردوسی، محمد؛ مصدق، محسن؛ حسین‌دوست، بنیامین؛ سنتز، شناسایی و دانه بندی گوانیل اوره دی نیترآمید (12- FOX)، مجله علمی-پژوهشی مواد پرانرژی، (2)9: 53 تا 59 (۱۳۹۳).

[7] افشانی، محمدابراهیم؛ صحافیان، علی؛ ساخت پیشرانه دو پایه پرانرژی AP-CMDB جهت تامین محرکه ویژه حداقل sec 240، مجله علمی-پژوهشی مواد پرانرژی، (1)1: 33 تا 44 (۱۳۸۵).

[8] Mousavi Mashhadi M., Sanatgar M.R., Stress Analysis of Viscoelastic Materials and Its Application in Solid Propellant, Amirkabir, 16: 35-46 (2005).

[9] Spires D.N. “Beyond Horizons, A Half Century of Air Force Space Leadership”, Air University Press, New York (1998).

[10] Mahanta A.K., Pathak D.D. “HTPB-Polyurethane: A Versatile Fuel Binder for Composite Solid Propellant”, InTech. Pub. (2012).

[11] Manjari R., Somasundaran U.I., Joseph V.C., Sriram T., Structure-Property Relationship of HTPB-Based Propellants, Formulation Tailoring for Better Mechanical Properties, J. Appl. Polym. Sci., 48: 279-289 (1993).

[12] شهیدزاده، منصور؛ کمالی، احسان؛ بررسی خواص حرارتی و مکانیکی پلی‌یورتان‌های بر پایه GAP، مجله علمی-ترویجی تحقیق و توسعه مواد پرانرژی، (4)9: 41 تا 48 (۱۳۹۲).

[13] کمالی، احسان؛ شهیدزاده، منصور؛ بررسی خواص مکانیکی و حرارتی کوپلی‌یورتان‌های بر پایهGAP-PPGبا نسبت­های متفاوت، مجله علمی-پژوهشی مواد پرانرژی، (1)10: 3 تا 12 (۱۳۹۴).

[14] شهیدزاده، منصور؛ سالاری منش، فریده؛ زمانی، مهوش؛ بررسی اثر آنتی‌اکسیدان بر فرایند کهولت اکسایشی رزین پلی‌بوتادی- ان با گروه هیدروکسیل انتهایی، مجله علمی-پژوهشی مواد پرانرژی، (2)10: 43 تا 52 (۱۳۹۴).

[15] شهیدزاده، منصور؛ اسدی، زاهد؛ نادری جهرمی، بنت‌الهدی؛ سنتز و بررسی کارایی هیدانتوین گلیسیدیل پلیمر به­عنوان عامل پیوندی پلیمری پیشرانه‌های نیتر‌‌آمینی، مجله علمی-پژوهشی مواد پرانرژی، (3)9: 13 تا 24 (۱۳۹۳).

[16] امینی، سیدمهدی؛ کشاورز، محمدحسین؛ قربانی‌فراز، محمد؛ حیاتی، مهران؛ موسوی‌آذر، علی؛ آقایاری، مهدی؛ تاثیر استفاده از آمونیوم پرکلرات با دو اندازه (درشت و ریز) بر ویسکوزیته پیشرانه جامد مرکب‌، مجله علمی-پژوهشی مواد پرانرژی، (2)9: 61 تا 66 (۱۳۹۳).

[17] اشرفی، مهدی؛ فخرائیان، حسین؛ دهنوی، محمدعلی؛ سنتز و فرمولاسیون سیستم بایندر- نرم‌کننده NHTPB-NPB و بررسی خواص عملکردی آن در PBXN-109 اصلاح ‌شده، مجله علمی-پژوهشی مواد پرانرژی، (2)11: 13 تا 22 (۱۳۹۵).

[18] فتحی، نواب؛ دهنوی، محمدعلی؛ بررسی تأثیر آمونیوم اگزالات/ استرانسیم کربنات بر حساسیت دمایی سرعت سوزش پیشرانه‌های جامد مرکب، مجله علمی پژوهشی مواد پرانرژی، (1)8: 17 تا 24 (1392).

[19] یاری، سعید؛ سلیمانی حمیدی‌نژاد، پیمان؛ بلاغی، ابراهیم؛ کلانتری، آیت‌اله؛ سیف، فرهاد؛ ارزیابی اثر پارامترهای مختلف بر سرعت سوزش پیشرانه‌های جامد مرکب، مجله علمی-ترویجی تحقیق و توسعه مواد پرانرژی، (1)10: 45 تا 56 (1393).

[20] کاوسی قاضلو، محمدحسین؛ غفوری، مرتضی؛ مروری بر روش‌های بهبود خواص مکانیکی پیشرانه‌های جامد مرکب بر پایه GAP، مجله علمی-ترویجی تحقیق و توسعه مواد پرانرژی، (3)9: 15 تا 24 (1392).

[21] دهنوی، محمدعلی؛ حاجی‌بابا، آرمین؛ بررسی عوامل موثر بر خواص مکانیکی پلی‌یورتان‌ها، مجله علمی-ترویجی تحقیق وتوسعه مواد پرانرژی، (2)10: 35 تا 41 (۱۳۹۳).

[22] ملائی، احمد؛ رحیمی پور، محمدرضا؛ دهنوی، محمدعلی؛ مطالعه تجربی اثر پودر آلومینیوم نانو ساختار بر خواص یک PBX پایه HMX، مجله علمی-پژوهشی مواد پرانرژی، (3)10: 69 تا 78 (۱۳۹۴).

[23] بیات، یداله؛ فولادگر، زهرا؛ تهیه و آنالیز پلی‌مورف 20 CL- و بررسی پارامترهای مؤثر بر دانه‌بندی‌ آن، مجله علمی پژوهشی مواد پرانرژی، (1)8: 53 تا 58 (۱۳۹۲).

[24] Gronheim A., “Explosive Materials, Physical/Mechanical Properties Uniaxial Tensile Test”, Standardization Agreement (STANAG) No.4506, North Atlantic Treaty Organization (NATO), (2000).